[发明专利]用于制备耐酸和耐热建筑产品的制剂

说明书

本发明提出了新型无机粘合剂制剂以及这些制剂用于生产耐酸和耐热建筑产品的用途。

本发明涉及一种新型制剂和该制剂用于制备具有改善的耐酸性和耐热性的建筑产品的用途。

波特兰水泥最先在英国专利BP 5022中被提及，并且此后不断地进一步发展。现代波特兰水泥含有约70重量％的CaO+MgO、约20重量％的SiO₂和约10重量％的Al₂O₃+Fe₂O₃。由于其高CaO含量，其通过水力(hydraulically)硬化。硬化的波特兰水泥耐碱但不耐酸。

作为潜在水硬性粘合剂，来自冶金过程的某些炉渣可以用强碱(例如，水玻璃或碱金属氢氧化物)活化，或者可以用作波特兰水泥的混合物。通过与填料(石英砂或具有相应粒度的集料)及添加剂混合，它们可以用作灰浆或混凝土。高炉矿渣——一种典型的潜在水硬性粘合剂——通常具有30至45重量％的CaO、约4至17重量％的MgO、约30至45重量％的SiO₂和约5至15重量％的Al₂O₃，通常约40重量％的CaO、约10重量％的MgO、约35重量％的SiO₂和约12重量％的Al₂O₃。活化的潜在水硬性粘合剂通常通过水力(即通过结晶)硬化。

水力硬化体系通常表现出高压缩强度，但通常对酸的耐受性非常低。

基于SiO₂的反应性水不溶性氧化物与Al₂O₃组合的无机粘合剂体系——其在含水碱性介质中硬化——通常是已知的。这种粘合剂体系也称为地质聚合物(geopolymers)，并且记载在例如US 4,349,386、WO85/03699和US 4,472,199中。这种体系通常包含50至60重量％的SiO₂、10至25重量％的Al₂O₃，不含CaO，以及15至30重量％的M₂O(M＝Na、K)。

偏高岭土、炉渣、飞灰、煅烧粘土或其混合物可用作反应性氧化物混合物。用于活化粘合剂的碱性介质通常由碱金属碳酸盐、碱金属氟化物、碱金属铝酸盐、碱金属氢氧化物和/或可溶性水玻璃的水溶液组成。还可以使用碱金属硫酸盐。硬化的粘合剂具有高机械稳定性。与水泥相比，它们可能更经济、更耐化学品和火灾，并且可能具有更有利的CO₂排放平衡。

WO 08/012438记载了另一种基于低-CaO飞灰F级、高炉矿渣和含水碱金属硅酸盐的地质聚合物水泥，其中含水碱金属硅酸盐的SiO₂:M₂O比大于1.28，优选大于1.45。在基于无水氧化物计算的实施例中，存在约45至50重量％的SiO₂、约20至26重量％的Al₂O₃、约9至10重量％的CaO和约3至4重量％的K₂O。

我们的WO 2011/064005A1(对应于EP 2504296B1)记载了一种新型无机粘合剂体系、该粘合剂体系用于制备水凝灰浆的用途，以及含有该粘合剂体系的灰浆。所述粘合剂体系以杂化基质的形式硬化，该基质是耐酸、防水和耐碱的。但是，没有公开该体系的有用分散剂。

我们的WO 2013/152963A1(对应于EP 2836529A1)记载了一种缩聚产物，其包含作为单体组分的至少一种芳基聚氧基亚烷基醚、至少一种邻位二取代的芳族化合物、至少一种醛和任选地其他芳族化合物。本发明还涉及其制备方法，以及作为替代无机粘合剂的水性悬浮液的分散剂的用途。然而，当涉及碱金属硅酸盐作为活化剂时，对可加工性的改善很少(参见WO 2013/152963A1的实施例16)。